DE2903279C2 - Elektronisch durchstimmbarer UHF- Tuner - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

— der erste Abstimmkreis (5) mit räumlich verteilt angeordneten Schaltkreiselementen als semikoaxialer Resonanzkreis (9,24) verwirklicht ist. und

— der zweite und der dritte Abstimmkreis (6,7,8) in anderer Resonanzkreistechnik ausgebildet sind.

2. UHF-Tuner nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _J5 zeichnet, daß der zweite unc der dritte Abstimmkreis (6, 7,8) mit konzentrierten Schaltkreiselementen verwirklicht sind.

3. UHF-Tuner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Abstimm- _4Q kreis (6, 7, 8) mit verteilten Elementen unter Verwendung jeweils mindestens eines Streifenleiterelementes ausgeführt sind.

4. UHF-Tuner nach einem der Ansprüche 2 oder 3,

im allgemeinen einen H F-Eingangskreis, einen H F-Verstärker, einen Mischer und einen lokalen, also im Tuner vorhandenen Oszillator, die miteinander über zugeordnete Abstimmkreise verkoppelt sind Solche UHF-Tunerlassen sich grob in zwei Klassen einteilen, nämlich in solche, die mit konzentrierten Einzelelementen verwirklicht sind und in solche, die mit räumlich verteilten Schaltkreiselementen aufgebaut sind.

Konzentrierte Schaltkreiseinzelelemente werden üblicherweise auf einer gedruckten Leiterkarl > montiert und verschaltet. Im Hinblick auf eine günstige Massenherstellung eignen sich besser als verteilt angeordnete Elemente, also beispielsweise Koaxialkreise mit räumlich empfindlicher Zuordnung der Einzelteile. Der Nachteil konzentrierter Elemente ist ihr vergleichsweise großer Verlust bei Verwendung in HF-Abstimmkreisen und auch das Rauschverhalten ist ungünstiger und verschlechtert sich im Laufe der Zeit noch mehr. Mit konzentrierten Elementen isr es darüber hinaus äußerst schwierig, eine Antennen-Eingangsimpedanz symmetrisch auf 200 bis 300 Ω umzusetzen, da die Antennen-Eingangsimpedanz unsymmetrisch bei 75 Ω liegt.

Bei verteilten Schaltkreiselementen für solche Tuner lassen sich wiederum solche mit Streifenleiterelementen und solche mit Koaxial- oder Semikoaxial-Resonanzkreisen unterscheiden, die einen Innenleiter, einen Außenleiter und -einen Resonanzhohlraum aufweisen. Streifenleiterelemente werden im einen Fall auf einer gedruckten Leiterkarte angeordnet; in fertigungstechnischer Hinsicht sind sie günstig. Auch hier ist es jedoch sehr schwierig, die Antennen-Eingangsimpedanz auf 200 bis 300 Ω symmetrisch umzusetzen, da auch hier die Antennen-Eingangsimpedanz unsymmetrisch 75 Ω beträgt. Ein Beispiel für den Antennen-Abstimmkreis eines in dieser Technik ausgeführten Tuners zeigt die US-PS 37 55 764. Dort ist eine Antennenspule unmittelbar auf den Innenleiier eines Topfkreises gekoppelt Es handelt sich dabei um einen geschlossenen Topfkreis mit Kopplungsschlitzen zur Kammer H.cs nächsten Kreises. Bei diesem Aufbau des Antennen-Abstimmkreises ist es jedoch schwierig oder unmöglich einerseits eine günstige Impedanzanpassung im Eingangskreis über einen weiten Frequenzbereich zu verwirklichen und

dadurch gekennzeichnet, daß der Semikoaxial-Re- 45 gleichzeitig in fertigungstechnisch günstiger Weise die

sonanzkreis durch einen in einer Leiterkarte (25) verankerten dünnen leitenden Steg (9) und ein auf Masse liegendes, die Leiterkarte (25) enthaltendes leitendes Tunergehäuse (24) gebildet ist, dessen einer Wandabschnitt in Längsrichtung des Stegs (9) und so diesem benachbart liegt und als Außenleiter des Semikoaxial-Resonanzkreises dient.

5. UHF-Tuner nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antennenspule (Lq) durch einen an übrigen Kreise auf optimale Betriebsbedingungen auszulegen.

Bei anderen koaxialen oder semikoaxialen Resonanzkreistypen ist ein Metallgehäuse durch Trennplatten in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt. Die einzelnen Schaltkreise liegen in den zugeordneten Kammern und sind miteinander durch eine durch einen Innenleiter und einen Hohlraum gebildete Abstimmschaltung verkoppelt. Dies ist der am häufigsten gebrauchte Typ (vgl.

zum leitenden Steg (9) nahe benachbarten Position steht.

der Wand des Tunergehäuses befestigten Halter (26) 55 beispielshalber die DE-AS 11 00 723 oder die DE-AS aus Isoliermaterial so gehaltert ist, daß sie in einer 11 68 509); er zeichnet sich durch geringen Verlust aus

und hinsichtlich der Antennen-Eingangsimpedanz bereitet es keine Schwierigkeiten, diese unsymmetrisch oder symmetrisch auszulegen. Vergleichsweise weniger eignet sich dieser Koaxialtyp jedoch für eine auf Massenproduktion ausgerichtete Fertigung wegen der konstruktiven Beschränkungen und Toleranzen, mit denen der Innenleiter innerhalb eines genau festgelegten Hohlraums anzuordnen ist. Die Fertigung solcher

Die Erfindung betrifft einen elektronisch durchstimmbaren UHF-Tuner nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I der in erster Linie für Fernsehempfänger bestimmt ist.

Elektronisch, aiso beispielsweise mittels Kapa?.itätr,-(JKxlcn ab- oder durchstimmbar UHF-Tuner enthalten Tuner ist vergleichsweise teuer.

Bei Tunerleitungen mit konzentrierlen Elementen oder mit Streifenleiterelementen wird oft ein λ/2-Symmetrierglied in .Streifenleitertechnik als 300 Ω : 75 Ω-

Umsetzer für die Anu.-nncn-Eingang^impedanz verwendet In diesem Fall ist es jedoch schwierig, das , : Symmetrie/Unsymmetrie-Verhältnis über einen weiten :■';■ Frequenzbereich aufrechtzuerhalten. Störfrequenzen aus einigen HF- oder VHF-Zonen werden leicht durch die mehr oder weniger lange Zuführleitung aufgefangen, die z-.vischen der Antenne und dem Empfänger , liegt Im Eingangskreis wird dann ein Hochpaßfilter vii benötigt

■\h Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ₎₀

y'i elektronisch durchstimmbaren UHF-Tuner zu schaffen, ;|i dem die aufgezeigten Schwierigkeiten nicht anhaften, U mit dem sich also eine Symmetrierung und Anpassung J der Antennen-Eingangsimpedanz auf einfache Weise IJj und über einen weiten Frequenzbereich erreichen läßt _t5 al und der sich gleichwohl für eine günstige Fertigung gj eignet

f: Die erfindungsgemäße Lösung ist im Patentan-

Ü Spruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind H in Unteransprüchen gekennzeichnet

if Beim erfindungsgemäßen elektronischen UHF-Tuner

;'| werden sowohl konzentrierte Schahkreiselemente als :f auch verteilte Elemente für die Abstimmkrei-e verwenwü det um die oben aufgezeigten Vorteile beider "i Möglichkeiten soweit als möglich zu nutzen und die ¹I Nachteile zu vermeiden. Die Verwendung eines mit Ξ verteilten Elementen verwirklichten semikoaxialen r; Resonanzkreises nur in der HF-Eingangsstufe und von ; konzentrierten Elementen in den übrigen Abstimmkrei- ^; sen führt zu einer günstigen Fertigungsmöglichkeit in _M Kombination mit den Vorteilen, die sich für die Eingangsstufe hinsichtlich der Eingangsimpedanz-Symmetrierung und Anpassung sowie für das Signal-Rauschverhältnis ergeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- : dung enthält ein elektronisch durchstimmbarer UHF-Tuner einen ersten Abstimmkreis zur Abstimmung auf ein bestimmtes HF-Signal aus einer Fülle von Empfangssignalen. Dieser erste Abstimmkreis ist als Semikoaxial-Resonanzkreis, also mit verteilten Schaltkreiselemerr.en verwirklicht und weist einen Innenleiter auf, der elektrisch mit der Antennenspule gekoppelt ist. An den ersten Abstimmkreis schließt ein H F-Verstärker an, gefolgt von einem Mischer. Ein zweiter Abstimmkreis liegt zwischen dem Ausgang des H F-Verstärkers und dem Eingang des Mischers und ein lokaler- oder j Empfänge; Oszillator mit einem dritten Abstimmkreis J ist mit dem Mischer gekoppelt. Sowohl der zweite als I auch der dritte Abstimmkreis unterscheiden sich i| hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus vom ersten I Resonanzkreis; sie sind nicht in Semikoaxialtechnik ΐί verwirklicht

' Wie berjits erwähnt, hat der eingangssei tig verwendete Semikoaxial-Resonanzkreis den Vorteil geringer Verluste und der freien Einstellbarkeit der Eingangsimpedanz. Beide Vorteile lassen sich mit der Erfindung erreichen und es hat sich andererseits gezeigt, daß es ausreicht, nur den HF-Eingangskreis in dieser Technik, also mit verteilten Elementen zu verwirklichen. Eine Antennenspule ist elektrisch mit dem Semikoaxial-Re- w) ' sonanzkreis gekoppelt. Die übrigen Abstimmkreise für den HF-Verstärker, ein Mischer und ein lokaler Oszillator sind entweder mit konzentrierten Schaltkreiselementen oder mit Streifenleiterelemcnten verwirklicht. Dies hat gegenüber den bekannten Tunern, die ausschließlich mit konzentrierten Elementen verwirklicht sind, den Vorteil, daß die aufgezeigten Schwierigkeiten mit Verlusten und mit der Impcdiin/uimci/.ung und Anpassung beseitigt sind.

Vorteilhaft ist auch, daß alle Abstimmkreise auf der gleichen gedruckten Leiterkarte untergebracht sind, so daß sich der erfindungsgemäße elektronische UHF-Tjner gut für eine Massenfertigung eignet Ein Hochpaßfilter im Eingangskreis wie es bei Verwendung von konzentrierten Elementen oderStreifenleiterelementen erforderlich ist, kann entfallen. In anderen Worten: Die Nachteile konzentrierter Elemente aber auch die verteilter Schaltkreiselemente sind beseitigt ohne auf die jeweiligen Vorteile zu verzichten.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines elektronisch durchstimmbaren UHF-Tuners mit erfindungsgemäßen Merkmalen und

Fig.2 in schematischer Darstellung den HF-Eingangskreis des elektronischen UHF-Tuners der Fig. 1.

Der UHF-Tuner nach Fig. 1 enthalt einen HF-Eingangskreis 1, einen H F-Verstärket 2. einen Mischer 3 und einen lokalen Oszillator 4. Bei dieser Ausführungsform enthält der H F-Eingangskreis 1 als Abstimmkreis 5 einen semikoaxialen Resonanzkreis, währer.d die Abstimmkreise 6, 7 und 8 in den anderen Baugruppen mit kunzentrierten Schaltkreiselementen verwirklicht sind. Die Abstimmkreise 6,7 und 8, der H F-Verstärker 2, der Mischer 3 und der lokale Oszillator 4 sind auf einer gedruckten Leiterkarte 25 gehattert. Der semikoaxiale Resonanzkreis, also der erste Abstimmkreis 5, wird durch einen Innenleiter 9, eine Spule L₁, eine veränderbare Kapazität 10 (Kapazitätsdiode) und Kondensatoren C₁ und C₂ verwirklicht. Der Innenleiter 9 ist elektrisch mit der Antennenspule L2 gekoppelt, die mit Antenneneingangsklemmen Ua und Mb verbunden ist

Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer konkreten räumlichen Anordnung des Semikoaxial-Resonanzkreises und der Aniennenspule Li. Ein Tunergehäuse 24 aus einem leitenden Material lie^t elektrisch auf Masse. In dieses Tunergehäuse 24 ist die gedruckte Leiterkarte 25 eingepaßt. Der erwähnte semikoaxiale-Resonanzkreis wird durch den auf der gedruckten Leiterkarte 25 montierten Innenleiter 9 und das Tunergehäuse 24 gebildet, das als Außenleiter dient Der Abstand zwischen dem Innenleiter 9 und einem Teil des Tunergehäuses 24 dient als Resonanzhohlraum. Andererseits ist die Antennenspule L₂ dem Innenleiter 9 benachbart angeordnet und mittels eines Isolierteils 26 am Tunergehäuse 24 fixiert. Die HF-Eingangsklemmen 11a und 116 ragen über die Wand des Tunergehäuses 24 nach außen. Bei dieser Anordnung sind die Antennenspule Li und der tnnenleiter 9 hinsichtlich der einfallenden HF-Signale elektrisch miteinander verkoppelt.

Der HF-Verstärker 2 enthält einen Vierpol-MOS-FET 12. Ein durch den Eingangskreis 1 ausgewähltes HF-Signal gelangt auf eine erste Steuerelektrode des MOS-FET 12, an dessen zweitem Steuereingang eine über eine Eingangsklemme 13 zugeführte AGC-Spannung eingcspeisi wird. Die erste Steuerelektrode des MOS-FET 12 ist außerdem durch eine Vorspannung von einer Stromvcrsorgungsqueile 14 aus beaufschlagt, an der die Stromversorgungsspannung + B anliegt. Die Drain-LVkiroden ¹^s MOS-FET 12 sind vor dor Stromvcrsorgungsqueile 14 aus mit geeigneten Drain-Spannungen beaufschlagt. Die Abstimmkrcisc f> und 7

enthalten veränderbare Kapazitäten 15 und 16. Kondensatoren C\ bis Cn sowie Induktivitäten L\ bis Im. Der Mischer 3 enthält eine Mischerdiode 17. I-Iin ZF-Ausgangssignal vom Mischer 3 gelangt über Nachbarkanul-Frcqucn/fallen 18 und 19 auf eine Ausgangsklemme 20. Der Abstimmkreis 8 enthält eine veränderbare Kapazität 21, Kondensatoren Ct bis Cn sowie Induktivitäten Lw und Lu. Der lokale Oszillator 4 enthält einen Transistor 22, dessen Kollektor von der Klemme 14 aus mit der Versorgungsspannung + B gespeist ist; über einen Basis-Vorspannungseinslcllkreis ist seine Basis mit einer von der gleichen Quelle abgeleiteten zweckentsprechenden Vorspannung beaufschlagt.

Eine Steuerspannung K- entsprechend einem gewählten Kanal wird den veränderbaren Kapazitäten 10, 15, 16 und 21 von der Eingangsklemme 2.1 aus zugeführt, um deren Kapazität auf einen zweckentsprechenden Wen einzustellen. Die Abstimmfrequenzen der Abstimmkreise 5 bis S ändern sich in Uuereimiiiiiinuüg mit ueii Kapazitätswerten der veränderbaren Kapazitäten bzw. Kapazitätsdioden 10,15,16 bzw. 21.

Bei der soweit beschriebenen Schaltkreisanordnung gelangt ein von der Antenne aufgefangenes Signal über die Eingangsklemmen llaund llbauf die Antennerspu-Ic Li. Ein dem Empfangssignal entsprechendes Signal wird am Innenleiter 9 induziert. Das abgestimmte HF-Signal wird um einen durch die AGC-Spannung bestimmten Verstärkungsfaktor im MOS-FET 12 des HF-Verstärkers 2 angehoben. Das verstärkte Signal gelangt über die Abstimmkreise 6 und 7 auf den Mischer 3. Der Oszillatorausgang des lokalen Oszillators 4 speist über den Abstimmkreis 8 den Mischer 3. Der Ausgang des im Mischer 3 zu mischenden Ausgangs des Abstimmkreises 8 weist eine dem gewählten Kanal entsprechende Frequenz auf und wird in der Mischer diode 17 des Mischers J mit dem HF-Signal gemischt. Der Ausgang des Mischers λ gelangt über die Frequenzfallen 18 und 19 als /(-'-Signal auf die Aiisgangsklemme 20

Dei dieser Ausführungsform sind die Abstimmkreise h bis 8 mit konzentrierten .Schaltkreiselementen verwirklicht. Ebensogut kann mich die Streifenleitertechnik angewendet werden. Hei herkömmlichen elektronischen Tunern, sei es mit konzentrierten Elementen oiler mil Streifenleiterelenienten. wird ein Abschriiigehihisc benötigt. Hei dit er Alisführungsform ist ein Teil des Gehäuses 24 (vgl. F i g. 2) mit dem Innenleiter 9 verkoppelt. Vorteilhaft ist. daß sich .ille Kreise, also der Eingangskreis I. der H("-Kreis 2. der Mischer ). der lokale Oszillator 4 und die Abstimmkreise 5 und 8 auf der gleichen gedruckten l.cilcrkarte unterbringen lassen.

VJClIUtU viel Li ιiiiütiti^ Wcfucii tür den /-At/.TtitmViKrciS

im HF-Eingangskreis verteilte Schaltkreiselemente unter Verwendung der beschriebenen Scmikoaxial-Rcsonanzvorrichtung mit einem Innenleiter eingesetzt, während die anderen Abstimmkreise mit konzentrierten Elementen oder mit Strcifenleiterelementen verwirklicht sind. Damit lassen sich alle Einzelgruppcn des Tuners auf der gleichen Leiterkarte unterbringen. Die Verluste im Eingangskreis sind sehr gering. Das Anpasst/i der Eingangsimped.inz läßt sich leicht durchführen. Ein Hochpaßfilter wird eingespart. Der Eingangskreis weist eine einfache Konstruktion auf. Schließlich eignet .sich der erfincningsgerpäßc elektronische UHF-Tuner gut für eine Massenfertigung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Elektronisch durchstimmbarer UHF-T^ner mit

   — einer durch HF-Signale gespeisten Antennenspule,

   — einem ersten Abstimmkreis zur Abstimmung auf ein gewünschtes Signal aus der Menge der HF-Signale, der einen mit der Antennenspule elektrisch gekoppelten Innenleiter aufweist, welcher mit einer Kapazitätsdiode verbunden ist,

   — einem mit dem ersten Abstimmkreis verbundenen U H F-Verstärker,

   — einem Mischer,

   — einem zweiten mittels Kapazitätsdiode veränderbaren Abstimmkreis zwischen dem Ausgang des UHF-Verstärkers und dem Eingang des Mischers, und mit

   — einem mit dem Mischer verbundenen Empfängt^oszillalor mit einem dritten durch eine weitere Kapazitätsdiode veränderbaren Abstimmkreis,